Bahan Ajar Viskositas

Hidayat Sutanto, S.Pd

Problem Based Learning
(PBL)

Peta Konsep

Kata Kunci

Vsikositas
Gaya Adhesi
Gaya Kohesi

Pendahuluan

Kompetensi Dasar

3.3 Menerapkan hukum-hukum fluida statis dalam kehidupan sehari-hari
4.3 Merancang dan melakukan percobaan yang memanfaatkan sifat-sifat
fluida statis, berikut presentasi hasil percobaan dan pemanfaatannya penting
untuk suatu penyelidikan ilmiah

Indikator Pencapaian
Kompetensi (IPK)

3.3.1 Memahami konsep viskositas
3.3.2 Menyebutkan contoh dari viskositas dalam kehidupan sehari
3.3.3 Menerapakan konsep viskositas dalam menyelesaikan permasalahan.
3.3.4 Menganalisi konsep viskositas
4.3.1. Melakukan presentasi hasil diskusi kelompok

Tujuan Pembelajaran

Melalui proses pembelajaran materi Fluida statis dengan menggunakan
Model Problem Based Learning (PBL), peserta didik diharapkan jujur dan
teliti Menerapkan hukum-hukum fluida statis dalam kehidupan sehari-hari
dengan ide-ide baru berdasarkan berbagai sumber belajar. Peserta didik
juga diharapkan teliti dan objektif, mampu bekerja sama, serta terampil
dalam merancang dan melakukan percobaan yang memanfaatkan sifat-
sifat fluida statis, berikut presentasi hasil percobaan dan pemanfaatannya
serta mengomunikasikannya dalam bentuk laporan tertulis.

VISKOSITAS

Fenomena sekitar

Gambar 1 Menuang minyak
sumber:https://koepoekoepoe.com/

Kegiatan memasak merupakan kegiatan yang rutin
dilakukan oleh kita semua. Karena memasak makanan
merupakan kegiatan untuk memenuhi kebutahan primer
kita. Dalam memasak makan ada berbagai ragam cara, dan
yang paling umum adalah menggoreng. Nah dalam
menggoreng kita memerlukan minyak. Pernah kah kalian
mengamati. JIka kita menuangkan minyak ke dalam suatu
wadah, minyak tidak langsung tertuang semuanya. Namun
masih ada beberapa yang menetes sedikit demi sedikit,
dan perlu didiamkan dengan waktu yang lama ? Kenapa
demikian ?

Melalui materi yang akan kalian pelajari yaitu
viskositas dan faktor-faktor yang

mempengaruhinya kalian akan mengetahui
mengapa hal itu terjadi.

Hukum Stokes untuk Fluida Kental

Pengertian viskositas disini mengacu

pada besaran yang menunjukan

kekentalan atau hambatan dari suatu

fluida yang mengalir. Sebuah cairan

dengan viskositas rendah dikatakan

“tipis”, sementara cairan viskositas

tinggi dikatakan “tebal”. Hal ini lebih

mudah untuk bergerak melalui cairan

viskositas rendah (seperti air) dari

cairan viskositas tinggi (seperti

Gambar 2 : kekentalan madu madu).
sumber: hhttps://www.alodokter.com/

Jika digambarkan, semakin rendah viskositas suatu fluida, maka semakin besar juga pergerakan

dari fluida tersebut. Pada dasarnya, dalam viskositas cairan menurun sedangkan viskositas gas

meningkat seiring dengan adanya peningkatan suhu. Perlu diketahui, di dalam zat cair, viskositas

dihasilkan oleh gaya kohesi antar molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas muncul

sebagai akibat tumbukan antar molekul gas.

Pada suatu fluida ideal (fluida tidak kental), tidak ada
viskositas (kekentalan) yang menghambat lapisan lapisan
fluida ketika lapisan-lapisan tersebut menggeser satu di atas

lainnya. Pada suatu pipa dengan luas penampang seragam
(serba sama), setiap lapisan fluida ideal bergerak dengan
kecepatan yang sama. Demikian juga lapisan fluida yang dekat

dengan dinding pipa seperti pada Gambar 3a. Ketika viskositas

(kekentalan) ada, kecepatan lapisan-lapisan fluida tidak

seluruhnya sama, seperti pada Gambar 3b. Gambar 3. (a) dalam aliran fluida ideal, semua
partikel fluida yang melintasi pipa memiliki kecepatan
Lapisan fluida yang terdekat dengan dinding pipa bahkan sama, (b) dalam aliran fluida kental, kecepatan fluida
sama sekali tidak bergerak ( = 0), sedangkan lapisan fluida
pada pusat pipa memiliki kecepatan terbesar pada permukaan dinding adalah nol dan bertambah
hingga mencapai maksimum sepanjang sumbu pusat

(sumber:buku fisika SMA/MA kelas XI)

Viskositas pada aliran fluida kental sama saja dengan gesekan pada gerak benda padat. Untuk
fluida ideal, viskositas = 0 sehingga benda yang bergerak dalam fluida ideal tidak mengalami
gesekan yang disebabkan oleh fluida. Namun, jika benda tersebut bergerak dengan kelajuan
tertentu dalam fluida kental, gerak benda akan dihambat oleh gaya gesekan fluida pada benda

tersebut. Besar gaya gesekan fluida dirumuskan sebagai berikut.

1

Koefesien k bergantung pada bentuk geometris benda. Untuk yang memiliki bentuk
geometris berupa bola dengan jari-jari r, dari perhitunganlaboratorium diperoleh nilai berikut.

2
Dengan memasukkan nilai k tersebut ke dalam persamaan 1, diperoleh persamaan
Hukum Stokes seperi berikut.

3

Contoh Soal

Dijawab



Kecepatan Terminal

Pada suatu benda yang jatuh bebas dalam fluida kental, selama geraknya pada benda tersebut
bekerja tiga gaya, yaitu gaya berat w = mg, gaya ke atas yang dikerjakan fluida Fa, dan gesekan
yang dikerjakan fluida Ff seperti pada gambar.

Gambar 4 : a) benda berbentuk bola jatuh bebas dalam fluida
kental. (b) diagram gaya-gaya yang bekerja pada benda
(sumber;buku fisika SMA/MA kelas XI)

Seperti telah dinyatakan, benda akan bergerak semakin cepat sampai mencapai kecepatan
terminal yang konstan. Pada saat kecepatan terminal tercapai, gaya-gaya yang bekerja pada
benda adalah seimbang.

Kecepatan terminal dalam fluida kenta

4

Persamaan kecepatan terminal dalam fluida kental seperti berikut.

5
Viskositas diukur melalui rasio tegangan geser dengan gradien kecepatan dalam fluida.
Contohnya, jika sebuah bola dijatuhkan ke dalam cairan, maka kekentalan dapat ditentukan
dengan menggunakan rumus berikut:

6

Pengaplikasian Pada Industri

Tahukah Anda jika kekentalan sangat membantu kehidupan kita sehari-hari? Bahkan,
eksistensinya sangat dibutuhkan dalam pekerjaan tertentu. Berikut contoh penerapan viskositas:

1. Perminyakan
Temperatur permukaan yang rendah mempengaruhi performa aliran minyak pada sistem pipa
transportasi minyak berat. Hal ini dikarenakan penurunan temperatur dapat meningkatkan
kekentalan yang mengakibatkan minyak sulit untuk mengalir.
Sensor pada pipa minyak mentah akan mengukur kekentalan fluida sebagai penentu tekanan
yang harus ditambahkan sehingga aliran minyak dapat tetap stabil.

2. Bahan Pangan
Viskositas digunakan hampir di setiap proses produksi bahan pangan. Kekentalan antara saus,
mayones, kecap, tentu akan berbeda, sehingga pengukuran temperatur pada kekentalan sangat
dibutuhkan untuk menghasilkan konsentrasi makanan yang sesuai.
Kekentalan juga dapat berfungsi sebagai uji mutu suatu produk, karena kekentalan dapat
memisahkan antara zat makanan yang berkualitas atau tidak.

3. Otomotif
Setiap mesin membutuhkan oli atau pelumas dengan tingkat kekentalan yang berbeda.
Kekentalan ini berkaitan dengan seberapa besar resistensi nya untuk mengalir.
Maka dari itu, kekentalan oli sangat diperhitungkan untuk mengurangi gaya gesek antara
mesin guna mencegah terjadinya keausan. Contohnya yaitu piston. Oli akan memisahkan
kedua permukaan yang berhubungan sehingga gesekan pada piston dapat diperkecil.

Contoh Soal

RANGKUMAN

Persamaan Hukum Stokes
Persamaan kecepatan terminal dalam fluida kental seperti berikut.
maka kekentalan dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:

Latihan

1.

2.

3.

DAFTAR PUSTAKA

Bob, 1997, Fisika SMU. Jakarta: Penerbit Erlangga
https://materikimia.com/5-contoh-soal-viskositas-dan-hukum-stokes-beserta-pembahasannya/
https://soalfismat.com/contoh-soal-tegangan-permukaan-kapilaritas-viskositas-hukum-stokes/
https://solarindustri.com/blog/apa-itu-viskositas/
Kusrini. 2020. Modul Pembelajaran Fisika SMA. Kemendikbud
Pujianto, dkk. 2016. Fisika Untuk SMA/MA Kelas XI Peminatan Matematika dan Ilmu Ilmu Alam.
Klaten : Penerbit PT Intan Pariwara.
Sufi, Ani R, Sarwanto, 2013,Fisika kelas X, SMU. Surakarta, Mediatama Foster,
Sunardi, Lilis Juarni, 2014, Fisika kelas XI, SMA kelas XI, Bandung, YRAMA WIDY